KR100893131B1 - Method of fabricating nitride semiconductor and method of fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 전극과의 접촉 저항을 낮게할 수 있는 동시에, 특성의 안정성을 향상시킬 수 있는 질화물 반도체의 제조방법 및 이것을 이용한 반도자 소자의 제조 방법을 제공한다. p형 불순물을 첨가한 질화물 반도체를 제작한 후, 표면을 활성 산소를 포함하는 분위기중에서 처리하고, 표면에 존재하는 탄소를 제거하는 동시에, 산화막을 형성한다. 그 후, p형 불순물을 활성화하여 p형으로 한다. 표면의 탄소를 제거하고, 산화막을 형성하고 있으므로, 활성화 처리에 있어서 질화물 반도체의 표면이 변질되는 것을 방지할 수 있는 동시에, p형 불순물의 활성화율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 전극과의 접촉 저항을 낮게할 수 있고, 특성의 불균일을 작게할 수 있다. The present invention provides a method for producing a nitride semiconductor and a method for manufacturing a semiconductor device using the same, which can lower the contact resistance with the electrode and improve the stability of the characteristics. After the nitride semiconductor to which the p-type impurity is added is produced, the surface is treated in an atmosphere containing active oxygen to remove carbon present on the surface, and an oxide film is formed. Thereafter, the p-type impurity is activated to be p-type. Since carbon on the surface is removed to form an oxide film, the surface of the nitride semiconductor can be prevented from deteriorating in the activation process, and the activation rate of the p-type impurity can be improved. Therefore, the contact resistance with an electrode can be made low and the nonuniformity of a characteristic can be made small.
질화물 반도체, 반도자 소자, p형 불순물, 제조방법.Nitride semiconductor, semiconductor element, p-type impurity, manufacturing method.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a nitride semiconductor according to one embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체의 제조 방법의 공정을 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a process of a method of manufacturing a nitride semiconductor according to one embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체의 제조 방법을 이용하여 제작하는 반도체레이저의 구성을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor laser fabricated using the method for producing a nitride semiconductor according to one embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 반도체레이저의 콘택트저항 및 전압을 나타낸 특성도이다.4 is a characteristic diagram showing a contact resistance and a voltage of a semiconductor laser according to
도 5는 본 발명의 실시예 1에 대한 비교예 1에 따른 반도체레이저의 콘택트저항 및 전압을 나타낸 특성도이다.5 is a characteristic diagram showing contact resistance and voltage of a semiconductor laser according to Comparative Example 1 with respect to Example 1 of the present invention.
본 발명은, p형 불순물을 활성화하는 공정을 포함하는 질화물 반도체의 제조 방법 및 이것을 이용한 반도체소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a nitride semiconductor including a step of activating a p-type impurity and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.
GaN, AlGaN 혼정(混晶) 또는 AlInGaN 혼정 등의 질화물 반도체는, 가시영역으로부터 자외영역까지의 발광을 얻을 수 있는 발광 소자의 구성 재료로서, 또는 전자소자의 구성 재료로서 유망시되고 있다. 특히, 질화물 반도체를 사용한 발광다이오드(LEDs: Light Emitting Diodes)에 관해서는 이미 실용화가 도모되어 있고, 큰 주목을 모으고 있다. 또, 질화물 반도체를 사용한 반도체레이저(LDs; Laser Diodes)의 실현도 보고되어 있고, 광디스크장치의 광원을 처음으로 한 응용이 기대되고 있다.Nitride semiconductors such as GaN, AlGaN mixed crystals or AlInGaN mixed crystals are promising as constituent materials of light emitting devices capable of obtaining light emission from the visible region to the ultraviolet region or as constituent materials of electronic devices. Particularly, light emitting diodes (LEDs) using nitride semiconductors have already been put to practical use, and have attracted great attention. In addition, the realization of semiconductor lasers (LDs) using nitride semiconductors has also been reported, and application for the first time as a light source of an optical disk device is expected.
그런데, 이러한 소자에 있어서 우수한 특성을 얻기 위해서는, 반도체에 대하여 전극을 양호하게 오믹 접촉시키고, 접촉 저항을 낮게 하는 것이 중요하다. 예를 들면, n형 반도체에 관해서는, 규소(Si) 등의 n형 불순물을 첨가함으로써 비교적 높은 캐리어농도를 얻을 수 있어, 전극을 용이하게 오믹 접촉시킬 수 있다.By the way, in order to acquire the outstanding characteristic in such an element, it is important to make ohmic contact with an electrode favorable with respect to a semiconductor, and to make contact resistance low. For example, with respect to n-type semiconductors, by adding n-type impurities such as silicon (Si), a relatively high carrier concentration can be obtained, and the electrodes can be easily brought into ohmic contact.
그러나, p형 반도체에 관해서는, 마그네슘(Mg) 등의 p형 불순물을 첨가하더라도 수소(H)와 결합하고 있기 때문에 활성화율이 낮고, 1 ×1018cm-3정도의 캐리어농도밖에 얻어지지 않는다. 그 때문에, 전극을 양호하게 오믹 접촉시키는 것이 어렵고, 동작전압이 높아져 버려, 특성에도 불균일이 생기기 쉽다고 하는 문제가 있었다.However, in the case of the p-type semiconductor, even if p-type impurities such as magnesium (Mg) are added, since they bind with hydrogen (H), the activation rate is low and only a carrier concentration of about 1 x 10 18 cm -3 is obtained. . Therefore, it is difficult to make ohmic contact with an electrode satisfactorily, operation voltage becomes high, and there existed a problem that a nonuniformity tends to arise also in a characteristic.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 전극과의 접촉 저항을 낮게 할 수 있는 질화물 반도체의 제조 방법 및 이것을 이용한 반도체소자의 제조 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a nitride semiconductor capable of lowering a contact resistance with an electrode and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.
본 발명의 제1 양태에 의한 질화물 반도체의 제조 방법은, p형 불순물을 첨가한 질화물 반도체를 제작하는 공정과, 제작한 질화물 반도체의 표면을 산화하여, 산화막을 형성하는 공정과, 산화막을 형성한 후, p형 불순물을 활성화하여, p형으로 하는 공정을 포함하는 것이다.The manufacturing method of the nitride semiconductor which concerns on the 1st aspect of this invention is a process of manufacturing the nitride semiconductor which added p-type impurity, the process of oxidizing the surface of the produced nitride semiconductor, and forming an oxide film, and forming the oxide film. Thereafter, the step of activating the p-type impurity to form the p-type.
본 발명의 제2 양태에 의한 다른 질화물 반도체의 제조 방법은, p형 불순물을 첨가한 질화물 반도체를 제작하는 공정과, 제작한 질화물 반도체층의 표면을, 활성산소를 포함하는 분위기 중에서 처리하는 공정과, 질화물 반도체의 표면을 처리한 후, p형 불순물을 활성화하여, p형으로 하는 공정을 포함하는 것이다.Another method for producing a nitride semiconductor according to the second aspect of the present invention includes the steps of producing a nitride semiconductor to which p-type impurities are added, and treating the surface of the produced nitride semiconductor layer in an atmosphere containing active oxygen; After the surface of the nitride semiconductor is treated, p-type impurities are activated to form p-type.
본 발명의 제3 양태에 의한 반도체소자의 제조 방법은, p형 불순물을 첨가한 질화물 반도체층을 성장시키는 공정과, 성장시킨 질화물 반도체의 표면을 산화하여, 산화막을 형성하는 공정과, 산화막을 형성한 후, p형 불순물을 활성화하여, p형으로 하는 공정을 포함하는 것이다.The semiconductor device manufacturing method according to the third aspect of the present invention includes the steps of growing a nitride semiconductor layer containing p-type impurities, oxidizing the surface of the grown nitride semiconductor to form an oxide film, and forming an oxide film. After that, a step of activating the p-type impurity to form the p-type is included.
본 발명의 제4 양태에 의한 다른 반도체소자의 제조 방법은, p형 불순물을 첨가한 질화물 반도체층을 성장시키는 공정과, 성장시킨 질화물 반도체층의 표면을, 활성산소를 포함하는 분위기 중에서 처리하는 공정과, 질화물 반도체층의 표면을 처리한 후, p형 불순물을 활성화하여, p형으로 하는 공정을 포함하는 것이다.In another method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention, a step of growing a nitride semiconductor layer to which p-type impurities are added and a step of treating the surface of the grown nitride semiconductor layer in an atmosphere containing active oxygen And after treating the surface of the nitride semiconductor layer, p-type impurities are activated to form p-type.
본 발명에 의한 질화물 반도체의 제조 방법 및 반도체소자의 제조 방법에서 는, p형 불순물을 활성화하기 전에, 질화물 반도체의 표면을 산화하여 산화막을 형성하기 때문에, 또는, 질화물 반도체의 표면을 활성산소를 포함하는 분위기 중에서 처리하기 때문에, 활성화처리에서의 질화물 반도체의 표면의 변질이 방지된다.In the method of manufacturing the nitride semiconductor and the method of manufacturing the semiconductor device according to the present invention, since the surface of the nitride semiconductor is oxidized to form an oxide film before the p-type impurity is activated, or the surface of the nitride semiconductor contains active oxygen. Since the treatment is carried out in an atmosphere to prevent the deterioration of the surface of the nitride semiconductor in the activation treatment.
[발명의 실시형태]Embodiment of the Invention
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail with reference to drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 질화물 반도체의 제조 방법을 나타낸 흐름도이며, 도 2는 질화물 반도체의 제조 방법을 공정순으로 나타낸 것이다. 또, 질화물 반도체라고 하는 것은, 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 인듐(ln) 및 붕소(B) 등으로 이루어지는 단주기형 주기표의 3B족 원소중의 최소한 1종과, 질소(N), 비소(As) 및 인(P) 등으로 이루어지는 단주기형 주기표의 5B족 원소중의 최소한 질소를 포함하는 것을 말한다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a nitride semiconductor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a nitride semiconductor. The nitride semiconductor is at least one of the Group 3B elements of the short-period periodic table composed of gallium (Ga), aluminum (Al), indium (ln), boron (B), and the like, nitrogen (N) and arsenic. It means that it contains at least nitrogen in group 5B element of short-period periodic table which consists of (As), phosphorus (P), etc.
먼저, 도 2 (A)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 사파이어(α- Al2O3)로 이루어지는 기판(11)의 c면에, M0CVD(Metal 0rganic Chemica1, Vapor Deposition ; 유기금속 화학기상성장)법에 의해, 마그네슘 등의 p형 불순물을 첨가한 질화물 반도체(12)를 성장시켜 제작한다(스텝 S101). 이 질화물 반도체(12)에는 수소원자가 포함되어 있고, 이 수소와의 결합에 의해 p형 불순물은 활성화가 저해되어 있다.First, as shown in Fig. 2A, for example, M0CVD (Metal 0rganic Chemica1, Vapor Deposition; organometallic chemical vapor growth) on the c surface of the
MOCVD를 행할 때의 원료로는, 갈륨의 원료가스로서 예를 들면 트리메틸갈륨((CH3)3Ga), 알루미늄의 원료가스로서 예를 들면 트리메틸알루미늄((CH3)3Al), 인듐의 원료가스로서 예를 들면 트리메틸인듐((CH3)3In), 붕소의 원료가스로서 예를 들면 트리메틸붕소((CH3) 3B), 질소의 원료가스로서 예를 들면 암모니아(NH3)를 각각 사용한다. 또, 마그네슘의 원료가스로서는 예를 들면 비스 = 사이클로펜타디에닐마그네슘((C5 H5)2Mg)을 사용한다.As a raw material for performing MOCVD, for example, trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga) as a source gas of gallium, trimethylaluminum ((CH 3 ) 3 Al) as a source gas of aluminum, and a source of indium As the gas, for example, trimethylindium ((CH 3 ) 3 In), as the source gas of boron, for example trimethyl boron ((CH 3 ) 3 B), as the source gas of nitrogen, for example ammonia (NH 3 ) use. As the source gas of magnesium, for example, bis = cyclopentadienyl magnesium ((C 5 H 5 ) 2 Mg) is used.
이어서, 예를 들면, 필요에 따라 질화물 반도체(12)의 표면을 아세톤 등의 유기용제로 세정하여, 표면에 부착되어 있는 불순물을 제거한다(스텝 S102). 계속해서, 예를 들면, 질화물 반도체(12)의 표면을 산 및 알칼리중의 최소한 한 쪽에 의해 또 세정하도록 해도 된다(스텝 S103). 산으로서는 불산(HF)을 포함하는 것이 바람직하고, 알칼리로서는 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화암모늄(NH4OH) 등을 포함하는 것이 바람직하다.Next, for example, if necessary, the surface of the
그 후, 도 2 (B)에 나타낸 바와 같이, 세정한 질화물 반도체(12)의 표면을, 오존(O3)을 포함하는 분위기 중에서 자외선을 조사(照射)함으로써 처리한다. 또는 세정한 질화물 반도체(12)의 표면을, 산소(O2)를 포함하는 분위기 중에서 플라즈마 방전시키는 산소 애셔(asher) 등, 산소를 포함하는 플라즈마분위기 중에서 처리한다. 즉, 질화물 반도체(12)의 표면을, 오존 또는 산소가 해리하여 생긴 원자상태의 활성산소를 포함하는 분위기중에 노출시킨다(스텝 S104). 이에 따라, 질화물 반도체(12)의 표면을 산화하여 산화막(13)을 형성하는 동시에, 질화물 반도체(12)의 표면에 존재하는 세정공정에서 제거되지 않은 탄소(C) 또는 유기물을 제거한다. 이것은, 후속의 p형 불순물을 활성화하는 처리에 있어서, 질화물 반도체(12)의 표면이 변질되는 것을 방지하기 위한 것이다.Thereafter, as shown in FIG. 2B, the cleaned surface of the
특히, 질화물 반도체(12)의 표면을 오존함유분위기 중에서 자외선을 조사함으로써 처리하도록하면, 질화물 반도체(12)의 표면의 손상이 적기 때문에 바람직하다. 이 때, 이 처리는, 예를 들면, 실온 이상 있어서 1분 이상 행하는 것이 바람직하다. In particular, it is preferable to treat the surface of the
또한, 형성하는 산화막(13)의 두께는, 5nm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 이상 두꺼우면, 후속의 p형 불순물을 활성화하는 처리에 있어서 활성화율이 감소하여 버리거나, 또는 후에 산화막(13)을 제거하는 처리의 곤란성이 증대하여 버리기 때문이다. 또, 이 산화막(13)이라고 하는 것은, 의도적으로 형성한 것을 가리키고, 공기중에 방치되는 것에 의해 형성되는 자연산화막을 의미하는 것은 아니다.In addition, the thickness of the
산화막(13)을 형성한 후, 예를 들면, 질화물 반도체(12)를 400℃ 이상의 온도로 어닐링한다. 이에 따라, 수소를 방출시키고, 질화물 반도체(12)에 포함되는 p형 불순물을 활성화하여, p형으로 한다(스텝 S105). 본 실시형태에서는, 활성화처리 전에, 질화물 반도체(12)의 표면에 존재하는 탄소를 제거하는 동시에, 산화막(13)을 형성하고 있기 때문에, 활성화처리에서의 질화물 반도체(12)의 표면의 변질이 방지된다. 또, 산화막(13)에 의해 수소의 방출이 촉진되어, p형 불순물의 활성화율이 향상된다고 생각된다.After the
p형 불순물의 활성화를 행한 후, 도 2 (C)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 필요에 따라, 질화물 반도체(12)의 표면을 산 및 알칼리중의 최소한 한 쪽에 의해 처리하고, 산화막(13)을 제거한다(스텝 S106). 산으로서는 불산을 포함하는 것이 바람직하고, 알칼리로서는 수산화칼륨, 수산화나트륨 또는 수산화암모늄 등을 3% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 처리온도는 100℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 처리는 산 또는 알칼리 중 어느 한 쪽만이라도 좋지만, 양쪽 모두를 행하는 쪽이 바람직하다. 처리의 순서는 산 또는 알칼리의 어느 쪽이 앞서도 된다. After activation of the p-type impurity, as shown in Fig. 2C, for example, if necessary, the surface of the
이에 따라, 변질이 적은 양호한 계면을 가지고, p형 불순물의 활성화율이 높은 질화물 반도체가 얻어진다.As a result, a nitride semiconductor having a good interface with little deterioration and a high activation rate of p-type impurities is obtained.
다음에, 이 질화물 반도체의 제조 방법을 이용한 반도체소자의 제조 방법, 구체적으로는 반도체레이저의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, the manufacturing method of a semiconductor element using this manufacturing method of a nitride semiconductor, specifically, the manufacturing method of a semiconductor laser is demonstrated.
도 3은 본 실시형태에 따른 질화물 반도체의 제조 방법을 이용하여 제조하는 반도체레이저의 구성을 나타낸 것이다. 먼저, 예를 들면, 사파이어로 이루어지는 기판(21)을 준비하고, 이 기판(21)의 c 면상에, MOCVD 법에 의해 n형 질화물 반도체층인 각 층을 각각 성장시킨다. 즉, 예를 들면, n형 불순물인 규소를 첨가한 n형 GaN으로 이루어지는 n형 콘택트층(22), 규소를 첨가한 n형 AlGaN 혼정으로 이루어지는 n형 클래드층(23), 규소를 첨가한 n형 GaN으로 이루어지는 n형 가이드층(24)을 순차 성장시킨다.3 shows the configuration of a semiconductor laser manufactured using the method for producing a nitride semiconductor according to the present embodiment. First, for example, a
이어서, n형 질화물 반도체층 상에, 예를 들면, MOCVD 법에 의해 조성이 상이한 GaxIn1-xN(단, 1 ≥x ≥0) 혼정층을 적층한 다중 양자 웰구조를 가지는 활성층(25)을 성장시킨다.Subsequently, an active layer having a multi-quantum well structure in which a Ga x In 1-x N (wherein 1? X? 0) mixed crystal layer having a different composition is laminated on the n-type nitride semiconductor layer, for example, by MOCVD method ( 25) grow.
활성층(25)을 성장시킨 후, 활성층(25)상에, 예를 들면 MOCVD 법에 의해 p형 불순물을 첨가한 질화물 반도체층인 각 층을 각각 성장시킨다. 즉, 예를 들면, 마그네슘을 첨가한 AlGaN 혼정으로 이루어지는 전류블록층(26), 마그네슘을 첨가한 GaN으로 이루어지는 p형 가이드층(27), 마그네슘을 첨가한 AlGaN 혼정으로 이루어지는 p형 클래드층(28), 마그네슘을 첨가한 GaN으로 이루어지는 p형 콘택트층(29)을 순차 성장시킨다.After the
이어서, 전번의 질화물 반도체의 제조 방법과 동일하게 하여, 필요에 따라 p형 콘택트층(29)의 표면을 유기용제로 세정하고(도 1; 스텝 S102 참조), 또한 산 및 알칼리중의 최소한 한 쪽에 의해 세정한 후(도 1; 스텝 S103 참조), 활성산소를 포함하는 분위기 중에서 처리하여 도 3에는 나타내지 않은 산화막을 형성한다(도 1; 스텝 S104 참조).Subsequently, the surface of the p-
산화막을 형성한 후, 앞서의 질화물 반도체의 제조 방법과 동일하게 하여, 전류블록층(26), p형 가이드층(27), p형 클래드층(28) 및 p형 콘택트층(29)에 포함되는 p형 불순물을 활성화하여, 그들 층을 p형으로 한다(도 1; 스텝 S105 참조). 본 실시형태에서는, 활성화처리 전에, 활성산소를 포함하는 분위기 중에서 처리하고, 산화막을 형성하고 있기 때문에, p형 콘택트층(29)의 표면의 변질이 방지되는 동시에, p형 콘택트층(29)의 캐리어농도가 높아진다.After the oxide film is formed, it is included in the
p형 불순물을 활성화한 후, 전번의 질화물 반도체의 제조 방법과 동일하게 하여, 필요에 따라 산 및 알칼리중의 최소한 한쪽으로 처리하여, 산화막을 제거한 다(도 1; 스텝 S106 참조). 이 처리는 행하지 않아도 되지만, 행한 쪽이, 후술하는 p측 전극(31)과 p형 콘택트층(29)과의 접촉 저항을보다 낮게 할 수 있기 때문에 바람직하다.After activating the p-type impurity, the oxide film is removed in the same manner as in the previous manufacturing method of the nitride semiconductor, by treatment with at least one of an acid and an alkali as necessary (Fig. 1; see step S106). Although this process does not need to be performed, it is preferable because the performed side can lower the contact resistance between the p-
산화막을 제거한 후, p형 콘택트층(29)상에 도시하지 않은 마스크층을 형성하고, 이 마스크층을 이용하여 예를 들면 RIE(Reactive lon Etching ; 반응성 이온 에칭)에 의해 p형 콘택트층(29) 및 p형 클래드층(28)의 일부를 선택적으로 제거하여, p형 클래드층(28)의 상부 및 p형 콘택트층(29)을 가는 밴드형(리지형)으로 한다. 그 후, 도시하지 않은 마스크층을 제거하고, 전체면(즉 p형 클래드층(28) 및 p형 콘택트층(29)의 위)에, 예를 들면 증착법에 의해 이산화규소(SiO2)로 이루어지는 절연막(3O)를 형성한다. 이어서, 예를 들면, 절연막(30)상에, 도시하지 않은 레지스트막을 도포형성하고, 이 레지스트막을 마스크로서, RlE에 의해, 절연막(30), p형 클래드층(28), p형가이드층(27), 전류블록층(26), 활성층(25), n형 가이드층(24) 및 n형 클래드층(23)의 일부를 순차 선택적으로 제거하여, n형 콘택트층(22)을 노출시킨다.After the oxide film is removed, a mask layer (not shown) is formed on the p-
n형 콘택트층(22)을 노출시킨 후, 도시하지 않은 레지스트막을 제거하여, 전체면(즉 절연막(30) 및 n형 콘택트층(22)의 위)에 도시하지 않은 레지스트막을 도포형성하고, 이 레지스트막을 마스크로 하여 절연막(30)을 선택적으로 제거하여, p형 콘택트층(29)을 노출시킨다. 그 후, 전체면(즉 p형 콘택트층(29) 및 도시하지 않은 레지스트막의 위)에, 예를 들면, 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 및 금(Au)을 선택적으 로 순차 증착하여, 도시하지 않은 레지스트막을 그 위에 적층된 금속과 함께 제거하여(리프트오프), p측 전극(31)을 형성한다. 본 실시형태에서는, p형 콘택트층(29)의 표면이 변질이 적은 양호한 상태이며, p형 콘택트층(29)의 캐리어농도가 향상되어 있기 때문에, p형 콘택트층(29)과 p측 전극(31)과의 접촉 저항이 낮아진다.After exposing the n-type contact layer 22, a resist film (not shown) is removed to form a resist film (not shown) on the entire surface (i.e., on the insulating
p측 전극(31)을 형성한 후, 전체면(즉, n형 콘택트층(22), 절연막(30) 및 p측 전극(31)의 위)에, n형 콘택트층(22)에 대응하여 개구를 가지는 도시하지 않은 레지스트막을 도포형성한다. 그 후, 전체면(즉 n형 콘택트층(22) 및 도시하지 않은 레지스트막의 위)에, 예를 들면 진공증착법에 의해 티탄(Ti), 알루미늄 및 금을 순차 증착하고, 도시하지 않은 레지스트막을 그 위에 형성된 금속과 함께 제거하여(리프트오프), n측 전극(32)을 형성한다.After the p-
이어서, 기판(21)을 예를 들면 80㎛ 정도의 두께로 되도록 연삭한 후, 기판(21)을 소정의 크기로 커팅하고, p측 전극(31)의 연장방향에 있어서 대향하는 한 쌍의 공진기 단면에 도시하지 않은 반사경막을 형성한다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 반도체레이저가 완성된다.Subsequently, after grinding the
이와 같이 본 실시형태에 의하면, p형 불순물을 활성화하기 전에, 질화물 반도체(12)의 표면을 활성산소를 포함하는 분위기 중에서 처리하여, 표면에 존재하는 탄소를 제거하는 동시에, 산화막(13)을 형성하도록 했기 때문에, 활성화처리에서의 질화물 반도체(12)의 표면의 변질을 방지할 수 있는 동시에, p형 불순물의 활성화율을 향상시킬 수 있다.
As described above, according to the present embodiment, before activating the p-type impurity, the surface of the
따라서 이 방법을 이용하여 반도체레이저를 제작하면, p형 콘택트층(29)과 p측 전극(3l)과의 접촉 저항을 낮게 할 수 있어, 동작전압을 낮게 할 수 있는 동시에, 특성의 불균일를 작게 할 수 있다.Therefore, by fabricating a semiconductor laser using this method, the contact resistance between the p-
특히, p형 불순물을 활성화한 후, 산 및 알칼리중의 최소한 한 쪽에 의해 처리하고, 형성한 산화막을 제거하도록하면, p형 콘택트층(29)과 p측 전극(31)과의 접촉 저항을보다 낮게 할 수 있어, 동작전압을보다 작게 할 수 있다.Particularly, after activating the p-type impurity, treating with at least one of an acid and an alkali and removing the formed oxide film, the contact resistance between the p-
[실시예]EXAMPLE
또한, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해, 도 1 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.In addition, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 3.
[실시예 1]Example 1
실시예 1로서, 복수의 기판(21)을 준비하고, 실시예에서 설명한 반도체소자의 제조 방법과 동일하게 하여, 도 3에 나타낸 반도체레이저를 각 기판(21)에 대해 복수개씩 제작했다.As Example 1, the some board |
그 때, p형 불순물을 활성화하기 전의 표면처리는, 오존을 포함하는 80℃의 분위기 중에서 자외선을 10분간 조사함으로써 행하였다(도 1; 스텝 S104 참조). 표면처리전의 세정(도 1; 스텝 S102 참조)은, 아세톤을 사용하여 초음파를 걸면서 5분간 행하고, 산 및 알칼리에 의한 세정은 행하지 않았다(도 1; 스텝 Sl02, S103참조). p형 불순물을 활성화한 후의 표면처리는, 수산화칼륨 수용액에 의해 60℃로 5분간 담근 후, 불산에 의해 50℃로 5분간 담그는 것에 의해 행하였다(도 1; 스텝 S106 참조). 또, 제조조건은 각 기판(21)에 모두 동일하게 하였다.
In that case, the surface treatment before activating a p-type impurity was performed by irradiating an ultraviolet-ray for 10 minutes in 80 degreeC atmosphere containing ozone (FIG. 1; see step S104). Washing before surface treatment (FIG. 1; see step S102) was performed for 5 minutes, applying acetone using ultrasonic waves, and the washing | cleaning by acid and alkali was not performed (FIG. 1; see steps S10 and S103). The surface treatment after activating p-type impurity was performed by dipping for 5 minutes at 60 degreeC by the potassium hydroxide aqueous solution, and then immersing for 5 minutes at 50 degreeC with hydrofluoric acid (FIG. 1; see step S106). In addition, all manufacturing conditions were the same for each board |
제작한 반도체레이저에 대해, 각 기판(21)으로부터 5개씩 적절히 선택하고, 50mA의 정전류를 흘렸을 때의 p측 전극(31)의 콘택트저항 및 전압을 측정하여, 기판마다의 평균값을 구했다. 그 결과를 도 4에 나타낸다.With respect to the produced semiconductor laser, five pieces were appropriately selected from each of the
본 실시예에 대한 비교예 1로서, p형 콘택트층(29)의 표면을 오존을 포함하는 분위기 중에서 자외선을 조사함으로써 처리하지 않은 것을 제외하고, 본 실시예와 동일하게 하여 복수의 기판에 각각 복수개씩 반도체레이저를 제작하여, 동일하게 하여 기판마다 콘택트저항 및 전압의 평균값을 구했다. 그 결과를 도 5에 나타낸다. 또, 비교예 1에서는 실시예 1과 별도의 기판을 준비했다.As Comparative Example 1 of the present embodiment, except that the surface of the p-
[실시예 2]Example 2
또, 실시예 2로서, 또한 별도의 기판(21)을 2매 준비하고, 각 기판(21)의 반분측(half side)에, 실시예 1과 동일하게 하여 복수개씩 반도체레이저를 제작했다. 다른 반분측에는, 비교예 2로서, 활성산소를 포함하는 분위기중에 노출하지 않은 반도체레이저를 복수개씩 제작했다. 이들 실시예 2 및 비교예 2의 반도체레이저에 관해서도, 각 기판(21)으로부터 표 1에 나타낸 개수씩 적절한 선택하고, 50mA의 전류를 흘렸을 때의 p측 전극(31)의 콘택트저항 및 전압을 측정하여, 그들의 평균값 및 전압의 표준 불균일를 구했다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
In addition, as Example 2, two
[표 1]TABLE 1
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 의하면, 콘택트저항 및 전압에 대해 모두 기판(21)의 차이에 의한 차이가 작았다. 이에 대하여, 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이 비교예 1에서는, 콘택트저항 및 전압에 대해 모두 기판에 의한 차이가 컸다. 즉, p형 불순물을 활성화하기 전에, p형 콘택트층(29)의 표면을 활성산소를 포함하는 분위기 중에서 처리하도록하면, 특성의 불균일을 작게 하여 안정시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.As can be seen from FIG. 4, according to the first embodiment, the difference due to the difference in the
또, 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 2는 비교예 2에 비해, 콘택트저항 및 전압 모두 낮은 값이 얻어졌다. 즉, p형 불순물을 활성화하기 전에, p형 콘택트층(29)의 표면을 활성산소를 포함하는 분위기 중에서 처리하도록하면, p형 콘택트층(29)과 p측 전극(31)과의 접촉 저항을 낮게 할 수 있어, 동작전압을 낮출 수 있는 것을 알 수 있었다.As can be seen from Table 1, in Example 2, the contact resistance and the voltage were both lower than those in Comparative Example 2. In other words, if the surface of the p-
이상, 실시형태 및 실시예를 들어 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태 및 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 변형가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태 및 실시예에서는, 활성산소를 포함하는 분위기에서 처리함으로써 산화막을 형성하는 경우에 대하여 설명했지만, 다른 방법에 의해 산화막을 형성하도 록 할 수도 있다.As mentioned above, although this invention was described based on embodiment and an Example, this invention is not limited to the said embodiment and Example, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiments and examples, the case where the oxide film is formed by treatment in an atmosphere containing active oxygen has been described, but the oxide film may be formed by another method.
또, 상기 실시형태 및 실시예에서는, p형 불순물의 활성화을 행한 직후에 산화막을 제거하도록 했지만, p측 전극을 형성하기 전이면 산화막을 언제나 제거해도 되고, p측 전극을 형성하기 직전에 산화막을 제거하도록 하면, p형 콘택트층 표면의 오염이 적어 바람직하다.In the above embodiments and examples, the oxide film is removed immediately after activation of the p-type impurity. However, the oxide film may always be removed before forming the p-side electrode, and the oxide film is removed immediately before forming the p-side electrode. It is preferable that the contamination of the surface of the p-type contact layer is small.
또한, 상기 실시형태 및 실시예에서는, 반도체소자의 제조 방법으로서 반도체레이저의 제조 방법을 구체적인 예를 들어 설명했지만, 본 발명은 전계트랜지스터 등의 다른 반도체소자를 제조하는 경우에 관해서도 적용할 수 있다. 또, 상기 실시형태 및 실시예에서는, p형 불순물을 첨가한 질화물 반도체층인 p형 콘택트층에 p측 전극을 형성하는 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은, p형 불순물을 첨가한 질화물 반도체층에 오믹접촉시킬 필요가 있는 전극을 형성하는 경우에 넓리 적용할 수 있다.In the above embodiments and examples, a method of manufacturing a semiconductor laser has been described with a specific example as a method of manufacturing a semiconductor device, but the present invention can also be applied to the case of manufacturing other semiconductor devices such as an electric field transistor. In the above embodiments and examples, the case where the p-side electrode is formed in the p-type contact layer, which is the nitride semiconductor layer to which the p-type impurity is added, has been described. However, the present invention provides the nitride semiconductor layer to which the p-type impurity is added. The present invention can be widely applied in the case of forming an electrode which needs to be in ohmic contact.
또한, 상기 실시형태 및 실시예에서는, MOCVD 법에 의해 질화물 반도체를 형성하는 경우에 대하여 설명했지만, MBE(Molecular Beam Epitaxy ; 분자선 에피택시)법, 하이드라이드 기상성장법 또는 할라이드 기상성장법 등의 다른 방법에 의해 형성하도록 할 수도 있다. 또, 하이드라이드 기상성장법이란 하이드라이드(수소 화물)가 반응 또는 원료가스의 수송에 기여하는 기상성장법을 말하며, 할라이드 기상성장법이란 할라이드(할로겐화물)이 반응 또는 원료가스의 수송에 기여하는 기상성장법을 말한다.In the above embodiments and examples, the case where the nitride semiconductor is formed by the MOCVD method has been described, but other methods such as a molecular beam epitaxy (MBE) method, a hydride vapor phase growth method, or a halide vapor phase growth method, etc. It may also be formed by a method. The hydride vapor phase growth method refers to a vapor phase growth method in which hydride (hydrogen) contributes to the reaction or transportation of source gas. The halide vapor phase growth method refers to a method in which halide (halide) contributes to the reaction or transportation of source gas. Meteorological growth law.
또한, 상기 실시형태 및 실시예에서는, 사파이어로 이루어지는 기판을 이용 하도록 했지만, GaN 또는 SiC 등의 다른 재료로 이루어지는 기판을 사용하도록 할 수도 있다.In the above embodiments and examples, a substrate made of sapphire is used, but a substrate made of another material such as GaN or SiC may be used.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 질화물 반도체의 제조 방법, 또는 반도체소자의 제조 방법에 의하면, p형 불순물을 활성화하기 전에, 질화물 반도체의 표면을 산화하여, 산화막을 형성하도록, 또는, 질화물 반도체의 표면을 활성산소를 포함하는 분위기 중에서 처리하도록 했기 때문에, 활성화처리에서의 질화물 반도체의 표면의 변질을 방지할 수 있는 동시에, p형 불순물의 활성화율을 향상시킬 수 있다. 따라서 이 질화물 반도체에 대하여 전극을 오믹 접촉시키는 경우에, 접촉 저항을 낮게 할 수 있어, 동작전압을 낮게 할 수 있다.As described above, according to the method of manufacturing the nitride semiconductor of the present invention or the method of manufacturing the semiconductor device, the surface of the nitride semiconductor is formed by oxidizing the surface of the nitride semiconductor and forming an oxide film before activating the p-type impurity. Since the treatment is performed in an atmosphere containing active oxygen, it is possible to prevent deterioration of the surface of the nitride semiconductor in the activation treatment and to improve the activation rate of the p-type impurity. Therefore, when the electrode is in ohmic contact with the nitride semiconductor, the contact resistance can be lowered and the operating voltage can be lowered.
또한, 본 발명의 질화물 반도체의 제조 방법, 또는 반도체소자의 제조 방법에 의하면, p형 불순물을 활성화한 후, 산화막을 제거하도록, 또는 산 및 알칼리중의 최소한 한 쪽에 의해 처리하도록 했기 때문에, 접촉 저항을보다 낮게 할 수 있어, 동작전압을 보다 낮게 할 수 있다.In addition, according to the method of manufacturing the nitride semiconductor or the method of manufacturing the semiconductor device of the present invention, since the p-type impurity is activated, the oxide film is removed or treated by at least one of an acid and an alkali. Can be made lower than, and the operating voltage can be made lower.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고, 이 기술 분야에서 숙련된 자는 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형 및 변경을 가할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 그와 같은 변형 및 변경은 다음의 특허청구범위에 포함되는 것은 명백하다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and those skilled in the art may add various modifications and changes without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be appreciated. It is apparent that such modifications and variations are included in the following claims.
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